硬材料加工的初時(shí)在加工行業(yè)很頭疼的問題,，因此超硬材料專用刀具被加工廠家青睞,。例如某些機(jī)器零件采用了難加工材料制造．其中包括一些高硬度的脆性材料。在這個(gè)加工領(lǐng)域中,，超硬刀具能夠發(fā)揮很大的作用,。

除天然金剛石外，人造金剛石在近年來巳得到了更為廣泛的應(yīng)用,。人造金剛石是以石墨為原料,，加入催化劑，經(jīng)過高溫,、高壓制成單晶金剛石細(xì)粉．可用作磨料。再用金剛石細(xì)粉加入粘結(jié)劑,，經(jīng)過又一次高溫,、高壓工藝，從而可以制成聚晶金剛石刀片或其它制品,。用類似的工藝亦可制成以硬質(zhì)合金作為基底的金剛石復(fù)合刀片(PCD),。另一種最新的方法，是用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝,，在硬質(zhì)合金或陶瓷刀片上涂覆一層金剛石薄膜(厚度約為1Omm～25mm),，形成金剛石涂層刃片(簡稱CVD)?；蛳瘸练e出厚度在0.4mm以上的金剛石厚膜,，再焊在硬質(zhì)合金基體上，形成金剛石厚膜刀片(簡稱TFD),。CVD和TFD是發(fā)展中的技術(shù),，但很有應(yīng)用前景,。

以立方氯化硼(CBN)為原料,，用上述相同的高溫,、高壓工藝．可制成聚晶立方氮化硼(CBN)刀片或CBN復(fù)合刀片。

二,、金剛石刀具與立方氮化硼刀具的性能

金剛石與CBN的晶體結(jié)構(gòu)均為面心立方,，耐磨性極強(qiáng)。人造金剛石的硬度可達(dá)HV8000～9000,，CBN硬度可達(dá)HV6000～7000,。兩者的密度均約為0.5g/cm3，與Al203及Si3N4的密度相近,。

它們的導(dǎo)熱性能很好,。金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)為2000W/(m·K)，CBN為1300W/(m·K),，分別是紫銅的5倍和3.2倍．分別是硬質(zhì)合金的40倍和25倍,。

它們的線膨脹系數(shù)較小，金剛石為(O.9～1.18)×1O-6/K,，CBN為(2.1～2.3)×1O-6/K,，分別是硬質(zhì)合盒的1/6和1/3。

它們的彈性模量很高,，金剛石為(850～900)GPa,，CBN為720GPa，顯著高于硬質(zhì)合金和陶瓷,。

在切削過程中,，金剛石和CBN刀具與工件材料之間的摩擦系數(shù)小，約為0.1和0.3,，其為硬質(zhì)合金刀具的1/5和1/2,。

對金剛石和CBN刀具可以磨出非常鋒利的切削刃，尤其是天然金剛石刀具經(jīng)過仔細(xì)刃磨和研磨可以得到小于微米級的鈍圓半徑,。

CBN與鐵族元素之間有著很大的惰性,，到1300℃也不會發(fā)生顯著的化學(xué)作用；對酸堿都是穩(wěn)定的,。金剛石對鐵族元素則易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),，在700℃以上，金剛石在Fe元素催化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槭鴨适в捕?；金剛石中的C元素,，也易向鐵族工件材料方面擴(kuò)散。金剛石也不受酸的浸蝕。

三,、淬火鋼的切削

用立方氮化硼復(fù)合刀片CBN-L,、cBN-W及金剛石復(fù)合刀片PCD-D車削淬硬工具鋼T10A(HRC60～63)，-L,、-W,、-D分別代表生產(chǎn)廠家。刀具幾何參數(shù)：g0=0°,，g0l=-20°,， bg=0.2mm，kr=45°,。．re=0.5mm(CBN),，4mm(PCD)。切削用量：ap=O.1mm,，f=0.05mm/r,，V=84m/min。

再用硬質(zhì)合金YM053刀片和Si3N4基復(fù)合陶瓷刀片切削T10A,。g0=-8°,，g0l=-20°， bg=0.2mm,，kr=45°,。．re=0.5mm，ap=O.1mm,，f=0.05mm/r,，V=44m/min。

因此用CBN復(fù)合刀片加工淬硬鋼效果很好,，用金剛石復(fù)合刀片PCD切削淬硬鋼效果甚差,。硬質(zhì)合金和陶瓷刀片在較低的切削速度(V=44m/min)下切削T10A，刀具耐用度顯著低于CBN刀具,。

總的來說切削高硬度的材料,，刀具材料必須具有很高的硬度和彈性模量，超硬材料對此非常勝任,，這是機(jī)械性能的匹配。

刀具材料對于工件材料,，在化學(xué)性能上應(yīng)呈現(xiàn)惰性,，否則，刀具的磨損率高,。故金剛石刀具不適合切削鐵基材料,，如淬硬鋼。這是化學(xué)性能的匹配,。CBN是精切淬硬鋼的最佳刀縣材料,。

用金剛石刀具切削工業(yè)玻璃和工程陶瓷,，效果也很好。